有机无机杂化耐热氧化、透波邻苯二甲腈树脂制备及性能研究
发布时间：2021-07-15 09:29
随着航空航天技术的发展,人们对材料性能的要求越来越高。先进树脂基复合材料以其所特有的高比强度、密度小、易于成型加工等性质,在航空航天领域已得到广泛的应用。在众多树脂中,邻苯二甲腈树脂以其优异的耐高温性能、突出的耐化学腐蚀性、阻燃性和耐吸湿性,在航空航天、舰船、机械、电子材料等领域得到了广泛应用。但迄今为止,多数邻苯二甲腈树脂具有耐热氧稳定性较差和介电性能不佳等特点,限制了该材料的应用范围。本论文通过有机-无机杂化方式,在邻苯二甲腈树脂中引入无机元素氟、硅以及无机粒子,提高了邻苯二甲腈树脂的热氧稳定性和介电性能。首先,通过共混方式制备了邻苯二甲腈树脂（HPN）。HPN中包括低熔点邻苯二甲腈单体6FDCN,含氟邻苯二甲腈单体FAPN和4-氨基邻苯二甲腈。通过调整三者的比例研究树脂基体的加工性能、固化物的耐热性能和耐湿性能。最终优化出FAPN、6FDCN和2P的比例为9:1:0.7,树脂命名为HPN91。本文选用无机粒子和有机含硅改性剂进一步提高树脂的性能。无机粒子包括氮化硼（BN）、二氧化硅（SiO2）、含氨基二氧化硅（SiO2-NH2...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
白藜芦醇型邻苯二甲腈单体Figure1-2Resveratrolbasedphthalonitrilemonomers
中北大学学位论文4图1-2白藜芦醇型邻苯二甲腈单体Figure1-2ResveratrolbasedphthalonitrilemonomersKumar等人[23]制备了具有酰亚胺键的耐高温双邻苯二甲腈单体PIPN，通过4，40-(六氟异丙基)二苯酐与4-(4-氨基苯氧基)邻苯二甲腈反应，如图1-3所示为单体结构。固化物的Td5高达548℃，400℃未出现玻璃化转变温度。对比于芳醚类结构的邻苯二甲腈树脂，具有更好的热性能。图1-3PIPN单体结构式Figure1-3StructureofPIPNP.Selvakumar等人[24]以二苯胺(IVA-C)和4-(4-氨基苯氧基)苯二甲腈为反应物，制备了一系列含有亚胺酯键苯二甲腈单体Va–c.，单体结构如图1-4所示。450℃未出现玻璃
中北大学学位论文5化转变温度，1000℃残重高于60%，且空气中440℃残重高于40%，具有良好的抗氧化性能。图1-4Va–c.结构式Figure1-4StructureofVa–c1.2.3邻苯二甲腈树脂工艺性能研究进展经过过去几十年的研究，已经逐渐形成了具有丰富单体结构和理论研究基础的树脂体系。包括对邻苯二甲腈树脂的阻燃性能、介电性能、导热性能和电磁屏蔽性能的研究。但是研究过程中也遇到了许多瓶颈[26-29]。总结起来主要包括如下几个方面：(1)单体熔融温度高(230℃)；(2)固化速率太低；(3)加工温度窗口较窄(15-25℃)；(4)固化温度较高；(5)固化所需时间太长。由于邻苯二甲腈的单体熔融温度很高，导致加工窗口变窄，因此针对改善树脂整体的加工性展开了许多研究。AlexanderV.Babkin[30,31]等人通过引入不同的柔性硅氧烷桥，得到了新的低熔点为28℃和12℃邻苯二甲腈单体，结构如图1-5所示。随后该组又将含磷结构[32]引入，改善工艺性能的同时还保持了邻苯二甲腈树脂良好的热稳定性，450℃之前未出现玻璃化转
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种快速固化酚醛树脂胶黏剂的研制[J]. 王东旭,陈泽明,张广鑫,梁西良,李博弘,曹先启,王超. 化学与黏合. 2016(06)
[2]Al2O3对聚酰亚胺纳米复合薄膜性能的影响研究[J]. 刘立柱,王凤春,杨智,翁凌,丁军,崔巍巍,张明艳. 绝缘材料. 2014(06)
[3]氧化铝泡沫多孔陶瓷的制备[J]. 余开明,江超,余少华. 中国陶瓷. 2014(02)
[4]氧化铝对硼酚醛防火涂料性能的影响[J]. 孙均利. 新型建筑材料. 2013(09)
[5]氮化硼透波材料的研究进展与展望[J]. 李端,张长瑞,李斌,曹峰,王思青,曹英斌. 硅酸盐通报. 2010(05)
[6]纳米氧化铝杂化聚酰亚胺薄膜的制备与性能研究[J]. 范勇,安军伟,周宏,刘伟. 绝缘材料. 2007(02)
[7]透波复合材料树脂基体的研究进展[J]. 赵红振,齐暑华,周文英,涂春潮,武鹏. 工程塑料应用. 2005(12)
[8]高温透波材料研究进展[J]. 韩桂芳,陈照峰,张立同,成来飞,徐永东. 航空材料学报. 2003(01)
[9]纳米SiO2环氧树脂复合材料性能研究[J]. 郑亚萍,宁荣昌. 玻璃钢/复合材料. 2001(02)
硕士论文
[1]一种耐高温双邻苯二甲腈树脂的合成与性能研究[D]. 顾筱语.南京理工大学 2015
[2]苯乙烯共聚物改性低介电环氧树脂的研究[D]. 杨静军.武汉理工大学 2014
[3]氰酸酯树脂的结构、固化与改性研究[D]. 程邦仁.西北工业大学 2004
本文编号：3285447
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
白藜芦醇型邻苯二甲腈单体Figure1-2Resveratrolbasedphthalonitrilemonomers
中北大学学位论文4图1-2白藜芦醇型邻苯二甲腈单体Figure1-2ResveratrolbasedphthalonitrilemonomersKumar等人[23]制备了具有酰亚胺键的耐高温双邻苯二甲腈单体PIPN，通过4，40-(六氟异丙基)二苯酐与4-(4-氨基苯氧基)邻苯二甲腈反应，如图1-3所示为单体结构。固化物的Td5高达548℃，400℃未出现玻璃化转变温度。对比于芳醚类结构的邻苯二甲腈树脂，具有更好的热性能。图1-3PIPN单体结构式Figure1-3StructureofPIPNP.Selvakumar等人[24]以二苯胺(IVA-C)和4-(4-氨基苯氧基)苯二甲腈为反应物，制备了一系列含有亚胺酯键苯二甲腈单体Va–c.，单体结构如图1-4所示。450℃未出现玻璃
中北大学学位论文5化转变温度，1000℃残重高于60%，且空气中440℃残重高于40%，具有良好的抗氧化性能。图1-4Va–c.结构式Figure1-4StructureofVa–c1.2.3邻苯二甲腈树脂工艺性能研究进展经过过去几十年的研究，已经逐渐形成了具有丰富单体结构和理论研究基础的树脂体系。包括对邻苯二甲腈树脂的阻燃性能、介电性能、导热性能和电磁屏蔽性能的研究。但是研究过程中也遇到了许多瓶颈[26-29]。总结起来主要包括如下几个方面：(1)单体熔融温度高(230℃)；(2)固化速率太低；(3)加工温度窗口较窄(15-25℃)；(4)固化温度较高；(5)固化所需时间太长。由于邻苯二甲腈的单体熔融温度很高，导致加工窗口变窄，因此针对改善树脂整体的加工性展开了许多研究。AlexanderV.Babkin[30,31]等人通过引入不同的柔性硅氧烷桥，得到了新的低熔点为28℃和12℃邻苯二甲腈单体，结构如图1-5所示。随后该组又将含磷结构[32]引入，改善工艺性能的同时还保持了邻苯二甲腈树脂良好的热稳定性，450℃之前未出现玻璃化转
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种快速固化酚醛树脂胶黏剂的研制[J]. 王东旭,陈泽明,张广鑫,梁西良,李博弘,曹先启,王超. 化学与黏合. 2016(06)
[2]Al2O3对聚酰亚胺纳米复合薄膜性能的影响研究[J]. 刘立柱,王凤春,杨智,翁凌,丁军,崔巍巍,张明艳. 绝缘材料. 2014(06)
[3]氧化铝泡沫多孔陶瓷的制备[J]. 余开明,江超,余少华. 中国陶瓷. 2014(02)
[4]氧化铝对硼酚醛防火涂料性能的影响[J]. 孙均利. 新型建筑材料. 2013(09)
[5]氮化硼透波材料的研究进展与展望[J]. 李端,张长瑞,李斌,曹峰,王思青,曹英斌. 硅酸盐通报. 2010(05)
[6]纳米氧化铝杂化聚酰亚胺薄膜的制备与性能研究[J]. 范勇,安军伟,周宏,刘伟. 绝缘材料. 2007(02)
[7]透波复合材料树脂基体的研究进展[J]. 赵红振,齐暑华,周文英,涂春潮,武鹏. 工程塑料应用. 2005(12)
[8]高温透波材料研究进展[J]. 韩桂芳,陈照峰,张立同,成来飞,徐永东. 航空材料学报. 2003(01)
[9]纳米SiO2环氧树脂复合材料性能研究[J]. 郑亚萍,宁荣昌. 玻璃钢/复合材料. 2001(02)
硕士论文
[1]一种耐高温双邻苯二甲腈树脂的合成与性能研究[D]. 顾筱语.南京理工大学 2015
[2]苯乙烯共聚物改性低介电环氧树脂的研究[D]. 杨静军.武汉理工大学 2014
[3]氰酸酯树脂的结构、固化与改性研究[D]. 程邦仁.西北工业大学 2004
本文编号：3285447
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3285447.html
